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1、第1章 模具制造工艺规程1.1 模具制造工艺规程编制的基本概念1.1.1生产过程与工艺过程 1.生产过程制造模具时，将原材料或半成品转变成为成品的各有关劳动过程的总和称为生产过程。具体地讲，模具制造是在一定的工艺条件下，改变模具材料的形状、尺寸和性质，使之成为符合设计要求的模具零件，再经装配、试模和修整而得到整副模具产品的过程。广义的模具生产制造过程还应包括生产技术准备、模具零件加工和模具装配等阶段。 （1）生产技术准备生产技术准备阶段的主要任务是分析模具图样，制订工艺规程；编制数控加工程序；设计和制造工装夹具；制定生产计划，制定并实施工具、材料、标准件等外购和零件外协加工计划。各种生产服务活
2、动如生产中原材料、半成品和工具的供应、运输、保管以及产品的包装和发运等。（2）模具零件加工在模具零件加工中，加工的工艺方法非常多，基本可以概括为： 1）传统的切削加工，如车、钳、刨、铣、磨等； 2）非切削加工，如电加工加工、冷挤压、铸造等； 3）数控加工，如数控铣削、加工中心加工等；4）焊接、热处理和其它表面处理等。根据模具零件的分类加工对象可以分为两种： 1）非成形零件加工，结构零件类零件加工。这些零件大多具有国家或行业标准，部分实现了标准化批量生产。在模具工艺规划中，根据设计的实际要求和企业的生产实际可选择外购或由本企业加工。 2）成形零件加工，型腔类零件的加工。如注射模具的成形零件一般结
3、构比较复杂，精度要求高，有些模具型腔表面要求有纹饰图案。其加工过程主要由成形加工、热处理和表面加工等环节构成。特种加工、数控加工在模具成形零件加工中应用非常普遍。（3）模具装配模具装配是根据模具装配图样要求的质量和精度，将加工好的零件组合在一起构成一副完整模具的过程。除此之外，装配阶段的任务还有清洗、修配模具零件，试模及修整等。由上述过程可以看出，模具产品的生产过程是相当复杂的。为了便于组织生产和提高劳动生产率，现代模具工业的发展趋势是自动化、专业化生产。这样各工厂的生产过程就变得比较简单，有利于保证质量、提高效率和降低成本。如模具零件毛坯的生产，由专业化的毛坯生产工厂来承担。模具上的导柱、导
4、套、顶杆等零件，由专业化的标准件厂来完成。这既有利于模具上各种零件质量的保证，也利于降低成本。 2.工艺过程 在模具制造过程中，直接改变被加工工件形状、尺寸、物理性质和装配过程等称为工艺过程。按照完成零件制造过程中采用的不同工艺方法，工艺过程可以分为铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工、表面处理和装配等工艺过程。以机械加工方法（主要是切削加工方法）直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为合格模具零件的过程，称为模具机械加工艺过程。将合理的机械加工工艺过程确定后，以文字形式作为加工的技术文件，即称为模具机械加工工艺规程。1.1.2模具的机械加工工艺过程模具的机械加工工艺过程是比较复杂的。
5、在这个过程中，根据被加工零件的结构特点和技术要求，常需要采用各种不同的加工方法和设备，并通过一系列加工步骤，才能将毛坯变成所需的零件。为了客观地反映和分析这一过程，也为了对这一过程描述的比较准确，就需要研究这一过程的组成。并对其组成单元做出科学的定义。机械加工艺过程是由一个或若干个工序组成，而工序又分为安装、工位、工步和走刀。 表1.1.1导柱尺寸 单位： 图1.1.1 有肩导柱1.工序一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。工序不仅是组成工艺过程的基本单元，也是组织生产、核算成本和进行检验的基本单元。工序的划分基本依据是加工对象或加工地点是否
6、变更，加工内容是否连续。工序的划分与生产批量、加工条件和零件结构特点有关。例如，如图1.1.1所示的有肩导柱，如果数量很少或单件生产时，其工序的划分见表1.1.2。而当批量生产时，各工序内容可划分得更细，如表1.1.1序号3中倒角和切槽都可在专用车床进行，从而成为独立的工序。表1.1.2有肩导柱加工工艺过程序号工序工序要求1锯切割H（L4）棒料2车车端面至长度（L2），钻中心孔；调头车端面，长度至L，钻中心孔3车车外圆HT至尺寸要求；粗、精车外圆D（LT），留磨量、倒角、切槽、3角等4热热处理5560HRC5车研中心孔，调头研另一中心孔6磨磨D（N-T），D（L-N）至各自的尺寸要求2.安装确
7、定工件在机床或夹具上占有一个正确位置的过程，称为定位。工件定位后将其固定，使之在加工过程中保持定位位置不变，即夹紧。工件的定位和夹紧过程称为装夹。在某一工序中，有时需要对工件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。如表1.1.2工序2中，先装夹工件一端，车端面至长度（L2），钻中心孔，称为装夹1；再掉头装夹工件，车端面，长度至L，钻中心孔，称为装夹2。加工过程中，应尽量减少安装次数，以减少安装误差和辅助时间。3.工位为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对于刀具和设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。利用回转工作台对模板上圆周分布的
8、孔系的加工，即是多工位加工。4.工步对工序进一步划分即为工步。一道工序（一次安装或一个工位）中，可能需要加工若干个表面只用一把刀具，也可能虽只加工一个表面，但却要用若干把不同刀具。在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序，称为一个工步。如果上述两项中有一项改变，就成为另一工步。如表1.1.2工序3中，包括车外圆、倒角、切槽等几个工步。为了提高加工效率和加工质量，用几把刀具同时加工几个表面的工步称为复合工步，在工艺文件上可看作一个工步。5.走刀（行程）有些工步，由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具，对同一表面进行多次切削，则刀具对工件每进行一次切削就是一次走刀（行程）。走刀是
9、工步的一部分，一个工步可包括一次或多次走刀。1.1.3生产纲领与生产类型1.生产纲领机械产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为该产品的生产纲领。机械产品中某零件的生产纲领除了该产品在计划期内的产量以外，还需包括一定的备品率和平均废品率。零件的生产纲领可按下式计算:N0=Nn(1十十)式中N0机械零件的生产纲领（件）；N机械产品在计划期内的产量(件)； n每台机械产品中该零件的数量(件)； 该零件的备品率（%）；该零件的废品率（%）。2.生产类型根据产品的生产纲领，模具机械加工的生产类型主要可分为：单件生产和批量生产。（1）单件生产生产的产品品种较多，每种产品的产量很少，同一个工作地点的
10、加工对象经常改变，很少重复生产。如新产品试制用的各种模具和大型模具等都属于单件生产。（2）成批生产产品的品种不是很多，但每一种产品均有一定的数量，同一个工作地点的加工对象周期性地更换，这种生产称为成批生产。如模具的标准模架、模座、导柱导套等属于成批生产。生产类型不同，则无论是在生产组织、生产管理、车间机床布置，还是在选用毛坯方法、机床种类、工具、加工或装配方法及工人技术要求等方面均有所不同。为此，制订模具零件的机械加工工艺过程和模具的装配工艺过程时，都必须考虑不同生产类型的特点，取得最大的经济效益。1.1.4制订工艺规程的原则和步骤1.工艺规程的性质和作用模具零件机械加工工艺规程就是以规范的表
11、格形式和必要的图文，将模具制造的工艺过程以及各工序的加工顺序、内容、方法和技术要求，所配置的设备和辅助工装，所需加工工时和加工余量等内容，按加工顺序，完整有序的编入所形成的模具制造过程的指导性技术文件。因此，模具制造工艺规程的作用即是用以组织、指导、管理和控制模具制造的各个工序。与模具设计图一样，模具制造工艺规程一经编制、审核和批准确认无误并签字之后，即具有企业法规的性质，任何人未经填报“更改通知单”，说明更改原因并证明更改的必要和正确性，未经审核和批准者确认更改并签字，均不得进行任何改动。2.制订工艺规程的要点制定工艺规程的目的就是为了能有效地指导并控制各工序的加工质量，使之能有序地按要求实
12、施，最终能以先进而又可靠的技术和最低的生产成本、最短的时间制造出质量符合用户要求的模具。为达此目的，制定工艺规程时必须做到：1）技术上具有先进性，尽可能采用国内外的先进工艺技术和设备，取人之长补己之短；2）选择成本最低，即能源、物资消耗最低，最易于加工的方案；3）既要选择机械化、自动化程度高的加工方法以减轻工人的体力劳动，又要适应环保的绿色要求，为工人创造一个安全、良好的工作环境。3.制订工艺规程的步骤1）首先应对模具的设计意图和整体结构、各零部件的相互关系和功能以及配合要求等有详尽透彻的了解，即把每个零部件的加工工艺性和装配性都吃透，方能制订出切合实际、正确无误、行之有效的工艺规程；2）根据
13、每个零件的数量确定其采用单件生产还是多件生产方式(多型腔模具)；3）根据所采用的毛坯类型确定毛坯的下料尺寸；4）根据图纸的技术要求，选定主要加工面的加工方法和定位基准，并确定该零件的加工顺序；5）确定各工序的加工余量即各工序尺寸和公差以及技术要求；6）配置相应的机床、刀具、夹具、工具、量具；7）确定各工序的切削参数和工时定额；8）填写并完成工艺过程综合卡的制订，经审批后下达实施。4.工艺规程的内容和常用格式（1）工艺规程的内容要求1）工艺规程应具有模具或零件的名称、图号、材料、加工数量和技术要求等标题栏；有编制、审核、批准者的签字栏和签字日期；2）工艺规程必须明确毛坯尺寸和供货状态（锻坯、型坯
14、）；3）工艺规程必须明确工艺定位基准，该基准力求与设计基准一致；4）工艺规程必须确定成型件的加工方法和顺序；确定各工序的加工余量、工序尺寸和公差要求以及工装、设备的配置；5）工艺规程必须确定各工序的工时定额；6）工艺规程必须确定装配基准（应力求与设计、工艺基准一致），装配顺序、方法和要求；7）工艺规程必须确定试模要求和验收标准。（2）工艺规程的常用格式工艺规程包括机械加工工艺规程、装配工艺规程和检验规程三部分，但通常以加工工艺规程为主，而将装配和检验规程的主要内容加入其中。而生产中常以工艺过程卡和工序卡来指导、规范生产。表1.1.3是一工艺规程卡的实例，所加工的零件是图1.1.2。图1.1.2
15、 动模型腔镶件表1.1.2 工艺规程卡实例1.2模具零件图的工艺分析模具零件图是制订工艺规程最主要的原始资料。在制订工艺时必须认真分析各个模具零件图。为了更深刻地理解零件结构上的特征和主要技术要求，通常还需要研究模具的总装图、部件装配图及验收标准。从中了解该零件在的模具中的功用和与相关零件间的配合，以及主要技术要求制订的依据。1.2.1零件的结构分析模具零件的结构由于使用要求不同而具有各种形状和尺寸。但是，如果从形体上加以分析，各种零件都是由一些基本的表面和特形表面组成的。基本表面有内、外圆柱表面、圆锥表面和平面等，特形表面主要有螺旋面、渐开线齿形表面及其它一些成型表面等。在研究具体零件的结构特点时，首先要分析该零件是由哪些表面组成的，因为表面形状是选择加工方法的基本因素。例如，外圆表面一般是由车削和磨削加工出来，内孔则多通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。除表面形状外，表面尺寸对工艺也有重要的影响。以内孔为例，大孔与小孔、深孔与浅孔在工艺上均有不同的特
